2.5. Пектины

«Пектины» или «пектиновые кислоты», представляют собой водорастворимые полигалактуроновые кислоты с различными степенями этерификации метильными группами и нейтрализации, обладающие коллоидными свойствами и способностью к образованию в определенных условиях гелей с сахарами и кислотами [36].

2.5.1. Распространенность в природе, структура и размер молекул

Термин «пектин» происходит от греческого слова «пектос», что означает застывший. Это понятие охватывает целую группу полисахаридов. В эту группу включены производные полигалактуроновой кислоты, определенное количество других полисахаридов, часто сопутствующих полигалактуроновой кислоте, особенно арабанов и нейтральных галактанов, нерастворимый «протопектин» стенки клетки.

Пектины найдены во всех высших растениях как в стенках клеток, так и в межклеточных прослойках. Они, по-видимому, играют роль цементирующего материала, из которого образуется значительная часть структур. Если прямые целлюлозные волокна, подобно стальному каркасу здания, составляют основную структурную решетку, то фибриллярные пектины служат материалами для структурных деталей. Кроме того, пектины, вероятно, имеют некоторое функциональное значение. Поскольку пектины электрически заряжены, они взаимодействуют с другими электрически заряженными ингредиентами тканей. Например, в стенках клеток они, по-видимому, оказывают влияние на проницаемость ионов. Пектины также присутствуют в корнеплодах и стеблях, во фруктах, где их содержание меняется в процессе созревания. Следовательно, пектины играют важную роль в метаболизме резервных веществ. Одними из наиболее богатых источников пектина являются лимон и апельсиновая корка, содержащие около 30 % этого полисахарида. Этим веществом богаты яблоки, турнепс, свекловичная масса и флоэма многих деревьев. Кроме того, было найдено, что свыше 5 % пектина содержит цветущий хлопок, но когда хлопок созревает, количество пектина уменьшается до 0,8 %.

В промышленности пектины экстрагируют из корок цитрусовых плодов, яблочной выжимки или сахарно-свекловичной массы. Пектины применяются в пищевой промышленности для приготовления желе. Экстракцию производят разбавленными кислотами или водой; экстрагированные пектины очищают путем переосаждения спиртом. Чем более жестки условия экстракции, тем выше выход, но в большей степени разрушаются макромолекулы пектинов. Щелочная экстракция дает нежелеобразные соли полигалактуроновых кислот, которые используются как загустители.

Полный гидролиз пектина приводит к D-галактуроновой кислоте и метиловому спирту. Это указывает на то, что полисахарид представляет собой метиловый эфир полигалактуроновой кислоты. Кроме того, при полном гидролизе могут образоваться небольшие количества галактозы, арабинозы, а также уксусной кислоты. Арабиноза и галактоза образуются из присутствующих примесей полисахаридов, тогда как уксусная кислота образуется из некоторых ацетильных групп. Степень ацетилирования обычно очень низкая, причем она зависит от источника пектина. Так, пектин из свекловичного сахара содержит несколько процентов ацетильных групп, тогда как в пектине из цитрусовых плодов и яблок они практически отсутствуют. Участок частично метилированной цепи полигалактуроновой кислоты пектина можно представить следующим образом:

Средние молекулярные массы пектинов находятся между 20000 и 400000. Возможно, что молекулярная масса нативного протопектина в растительной ткани намного выше значений молекулярной массы, полученных для растворимых продуктов. Широкие пределы, в которых изменяются молекулярные массы растворимых образцов, могут быть обусловлены разрушением в процессе выделения или методом исследования.